程序结构与测试用例个数的关系毕业设计.doc

《程序结构与测试用例个数的关系毕业设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《程序结构与测试用例个数的关系毕业设计.doc（47页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、本 科 毕 业 设 计 题 目：程序结构与测试用例个数的关系程序结构与测试用例个数的关系摘要：测试用例的产生是软件测试过程中的重要环节，测试用例的数量直接关系到测试的工作量。测试用例的数量选择是进行测试的一个难题，测试用例个数合适与否直接关系到产品质量。随机测试可以避免出现测试偏见，随机测试用例个数的设计对软件测试至关重要。本文针对究竟多少随机测试用例才是充分的这一问题进行探讨，在研究和分析国内外大量有关文献资料的基础上，设计程序插桩，研究不同程序结构在基路径测试中对测试用例个数的影响。将实验得到的数据拟合得出公式，最后用判定三角形的程序进行验证。关键词：程序结构；基路经；随机测试；数据拟合T

2、he relationship between program structure and the number of test caseAbstract: The generation of test cases is the important link in the process of software testing , testing is directly related to the number of test cases. The number of test cases selection is a problem for the test, the test case

3、number right or not directly related to the quality of the product. Random testing can avoid bias, random number of test case design is very important to software testing. Based on how many random test cases are fully discusses this problem, in the research and analysis, on the basis of a lot of rel

4、evant literature at home and abroad, the design program pile, the different program structure in the base path tests the impact on the number of test cases. The data obtained by the experiment data fitting formula, validated with determination of the triangle program finally. Key word: Program Struc

5、ture；Base Path ；Random Testing; Data Fitting 目录程序结构与测试用例个数的关系1一、绪论11.1论文研究背景和意义11.2软件测试的目的11.3论文研究内容1二、软件测试技术22.1软件测试概述22.2软件测试技术的分类22.3软件测试的阶段划分22.4 软件测试存在的问题32.5测试用例的选择32.6测试用例自动化生成技术42.7结构性测试42.7.1路径测试42.7.1.1基路径测试52.8随机测试5三、程序结构63.1方法简述63.2系统结构图63.3程序结构图7四、程序结构与测试用例个数的研究104.1程序控制流图104.2程序算法的实现14

6、4.3程序插桩194.3.1 程序插桩原因194.3.2程序插桩方法204.4测试用例生成框架21五、实验结果分析215.1数据统计结果215.2总结公式215.2.1数据拟合225.2.1.1线性拟合225.2.1.2非线性拟合255.2.2曲线拟合的MATLAB实现275.2.3拟合公式275.3公式的验证325.3.1待测程序分析325.3.1.1程序流程分析335.3.1.2基路径的确定345.3.2程序测试用例生成及验证结果35六、结束语36参考文献36附录36致谢37程序结构与测试用例个数的关系一、绪论1.1论文研究背景和意义软件测试是软件工程的一个重要环节，随着软件技术的发展，软

7、件测试的地位得到提高。测试用例的数量直接关系到测试的工作量。所以测试用例的研究对于软件测试来说至关重要。判断测试是否完整的一个主要评测方法是基于需求的覆盖，而为达到所要求的覆盖，测试用例的选择和数量是关键，也是一个难题，由其测试用例数量在自动化测试中更是难点。测试用例个数合适与否直接关系到产品质量。对于测试用例个数的确定，在现实运用中还没有比较可让大家信服的解决方法，只能凭借以往工作中的经验判断。在此背景下，本文就程序结构与测试用例个数的关系进行研究。1.2软件测试的目的现如今，众多国内外的对软件测试的研究工作及机构正在开展，也有很多已经形成了比较成熟的软件测试技术和规范的流程管理。我们为什么

8、要进行软件测试呢，其目的在于寻找软件的错误，以进行修正；验证软件是否符合要求；是可用的；指导软件的开发过程；提供软件的相关特征，是软件质量保证的可靠手段。1.3论文研究内容 现如今，软件测试的实践性大于理论性，软件测试理论体系尚不成熟、测试工具也不够完善、而测试效果对于个人的依赖性比较大。故本次毕业设计，运用大学所学的程序设计及软件测试的基础知识，在查阅大量资料的基础上，理解、掌握结构测试的原理、方法，探讨随机抽取测试用例满足全覆盖程序基路径的测试用例个数与程序高度、复杂度及输入参数个数的关系，设计若干程序结构，给出相应的程序代码，分析各种结果，获得他们之间的量化关系。二、软件测试技术2.1软

9、件测试概述按照通俗的说法，软件测试就是为了在程序执行时能发现其中的错误。在IEEE提出的软件工程标准术语中 引用古乐编著的软件测试技术概论第一章，其定义为：“使用人工和自动手段来运行和测试某个系统的过程，目的在于检验他是否满足规定的需求或是弄清预期结果与实际结果之间的差别”。一个好的测试发现未曾发现的错误，一个测试成果就是发现了错误。软件测试是一项复杂的工作，其工作必须是可控的，结果必须是可信的。我们用测试用例的覆盖率、测试执行的正确性、测试能正确发现问题、测试文档能正确反映问题来保证软件测试的可靠性。2.2软件测试技术的分类现有的软件测试技术 引用古乐编著的软件测试技术概论第一章通常分为静态

10、测试和动态测试。而动态测试和静态测试的区别就是是否运用测试用例运行程序，如果运行则是动态测试，如果不运行就是静态测试。动态测试又可以分为白盒测试和黑盒测试，静态测试分为语法测试和语义测试。选择测试数据的角度可以分为功能测试和结构测试；从测试数据的类型，可分辨是确定性测试还是随机性测试；从所测的软件的程序语言，可分为面向过程和对象的测试。2.3软件测试的阶段划分传统的软件测试阶段 引用Paul C.Jorgensen编著的软件测试第11页包括单元测试、集成测试、确认测试、系统测试、验证和确认以及回归测试。用户需求定义需求分析预设计详细设计编码单元测试集成测试确认测试系统测试软件开发软件设计2.4

11、 软件测试存在的问题对于软件测试，手工测试有许多的优点，但是如果软件很大，程序很复杂的话就面临这多方面的问题，手工测试与软件技术的发展矛盾将越来越严重，会阻碍软件产业的发展，给其造成一定的负担，如速度慢，（会浪费大量的劳动力、时间、金钱且效率低）；检查不够全面（人为的一些错误、思考的偏差）；可重用性低（一般手工测试，都是针对具体的程序，在其他程序上使用的可能性很低）都是手工测试的不足之处。2.5测试用例的选择测试用例是针对要测试的内容所确定的一组输入信息，是为达到最佳的测试效果或高效的揭露隐藏的错误而精心设计的少量测试数据。测试用例一般应包括输入数据和预期结果，在本论文中仅指输入数据。到目前为

12、止，测试用例 引用Carlos Pacheco. 的Directed Random Testing论文的选择依然是进行结构测试的一个难以攻克的问题，还没有得到妥善的解决。一种方法是经验测试法，需不断执行程序，直至实现了预期的覆盖才停止。这种方法的不足之处在于其效率低，工作量大，只要有一条路径没有被测试，就会一直执行下去，直到覆盖路径为止，这种方法的使用较多。另一种方法是利用程序结构图，构造出实现分支覆盖或路径覆盖的全部路径，然后根据每个路径选择合适的数据输入，并执行程序。这种方法的不足之处在于输入数据的选择比较困难。2.6测试用例自动化生成技术由测试用例的选择我们不难看出，测试用例自动化生成技

13、术 引用罗银的软件测试数据自动生成研究论文是成功进行软件测试的关键技术之一，一般可分为功能测试数据的生成和结构测试数据的生成，可以为被测程序自动化生成测试用例，减轻了测试工作人员的工作量，改变了以往凭借经验、直觉产生测试用例的做法，使测试用例更加具有客观性，也能进一步提高测试的效率，也为软件测试的发展提供了一个捷径之路。2.7结构性测试为了与功能性测试形成对比，结构性测试有时叫做白盒测试，它的实现是已知的，并被用来标识测试用例程序的结构和处理过程象白盒子一样透明。允许测试人员利用程序内部的逻辑结构及有关信息，设计或选择测试用例，对程序所有逻辑路径进行测试。结构测试基于被测程序的源代码，其测试方

14、法支持严格定义、数学分析和精确度量。结构性测试对程序模块的所有独立路径至少检测一次，对所有的逻辑判定，取“真”与“假”的两种情况都至少测试一次，在循环的边界和运行界限内要执行循环体，对测试内部数据结构的有效性等也要进行检测。当测试时间用光、无法考虑新的测试用例或达到所要求的覆盖等条件时测试可停止。2.7.1路径测试路径测试的理想是实现路径覆盖，是指根据路径设计测试用例 引用李宝林、叶军的面向路径的测试数据自动生成工具论文的一种技术，是结构性测试最为典型的问题。从程序入口开始，执行过程中经历每一个语句，直至程序出口，它降低了测试用例设计的难度，不需要用到太多的测试方面的经验，便于自动化。测试覆盖

15、指标是度量一组测试用例覆盖被测程序扩展的工具。测试覆盖指标（基于程序图）指标覆盖描述C0所有语句C1所有DD-路径C1p所有判断的每种分支CdC1覆盖+DD路径的所有依赖对偶C2C1覆盖+循环覆盖Cmcc多条件覆盖Cik包含最多K次循环的所有程序路径（通常K=2）Cstat路径具有“统计重要性”的部分C所有可能执行的路径2.7.1.1基路径测试基路径测试基本思想是找出一组独立路径进行测试，确保程序中每个可执行语句至少执行一次所必须的测试用例数目的下限，提供了用作功能性测试交叉检查的一组指标，但离代码太远，掩盖了代码中的重要信息，难以发现不可行路径。基本路径测试法引用曹烽燕的基于基本路径测试的测

16、试用例自动生成应用研究论文是在程序控制流图的基础上，通过分析控制构造的环路复杂性，导出基本可执行路径集合，从而设计测试用例的方法。设计出的测试用例要保证在测试中程序的每个可执行语句至少执行一次。McCabe的基路径方法：程序图的圈数量就是图中线性独立路径的数量，任意两条线性独立路径至少有一条不同的边。它能保证可经过所有决策分支但对现实世界问题的学术性过分简化。圈数量计算方法V（G）=e-n+2。2.8随机测试随机测试引用Paul C.Jorgensen编著的软件测试第84页的基本思想：不是永远选取有界变量的最小值、略高于最小值、正常值、略低于最大值和最大值，而是使用随机数生成器选出测试用例。随

17、机测试引用Richard Hamlet.的RANDOM TESTING论文可以避免出现测试偏见，但是也带来一个严重的问题：究竟多少随机测试用例才是充分的，下面对此问题深入讨论。三、程序结构3.1方法简述程序图是一种有向图，它的重要性在于该程序的执行对应于从原节点到汇结点的路径。由于测试用例要完成某种程序路径的执行，因此我们有测试用例和测试用例所执行的程序部分之间关系的非常明确的描述。本位需研究的是程序结构与测试用例个数的关系，即程序的高度、复杂度、参数个数与测试数据的个数之间的关系。首先我们必须依据复杂度、高度来构造出程序结构图。3.2系统结构图测试环境构造是整个系统的基础，构造好测试环境才能

18、运行测试。构造程序结构算法的实现确定基路径程序插桩随机数生成静态分析待测程序全路径覆盖结束测试环境构造测试运行环境YN3.3程序结构图程序结构图用来描述程序结构的图示。对我们理解程序的结构，以及修改系统提供了很好的帮助。要研究程序结构与测试用例个数的关系，必须首先先构造程序结构图，以下便是根据高度、复杂度所构造的程序结构图。高度为0，复杂度为1路径1高度为1，复杂度为2路径2a600?路径1NY高度为2，复杂度为3路径1a600?a700?路径3路径2YNYN高度2、复杂度4a600?a400?a700?路径4路径1路径2路径3NYNYNY高度3、复杂度5400?700?600?路径2路径1路

19、径4路径5NYYNNYNY高度3、复杂度630?600?700?路径3400?路径2路径1路径6路径5路径4YYNNYNNYNY高度3、复杂度740?600?700?路径3400?路径2路径1路径6路径5路径4YYNNYNNYNY670?路径7NY四、程序结构与测试用例个数的研究4.1程序控制流图程序流程分析：高度0、复杂度1程序控制流图：112e1程序基路径：路径节点序列描述P11-2路径1高度1、复杂度2控制流图12e1 3e2程序基路径：路径节点序列描述P11-2路径1P21-3路径2高度2、复杂度3程序控制流图 1 53 2 4 e2 e1 e4 e3程序基路径路径节点序列描述P11-

20、2路径1P21-3-4路径2P31-3-5路径3 高度2、复杂度4程序控制流图： 1 32 4 56 e2 e1 e4 e3 e5 e6 7程序基路径：路径节点序列描述P11-2-4路径1P21-2-5路径4P31-3-6路径2P41-3-7路径3高度3、复杂度5程序控制流图 1 32 4 5 867 e2 e1 e4 e3 e7 e8 e5 e6 9程序基路径路径节点序列描述P11-2-4路径1P21-2-5-6路径5P31-2-5-7路径4P41-3-8路径2P51-3-9路径3高度3、复杂度6程序控制流图 13 2 4 5 10 6 7 89 e2 e1 e4 e3 e9 e10 e6

21、e7 e8 11程序基路径路径节点序列描述P11-2-4-6路径1P21-2-4-7路径6P31-2-5-8路径5P41-2-5-9路径4P51-3-10路径2P61-3-11路径3高度3、复杂度7程序控制流图 e5 1 3 2 4 5 10 6 7 89 13 12 e2 e1 e4 e3 e9 e10 e6 e7 e8 e11 e12 11程序基路径路径节点序列描述P11-2-4-6路径1P21-2-4-7路径6P31-2-5-8路径5P41-2-5-9路径4P51-3-10-12路径7P61-3-10-13路径2P71-3-11路径34.2程序算法的实现算法思路：首先标记节点（即程序插桩

22、），后构造链表保存程序的基路径，程序执行时读取保存的基路径，利用随机数生成程序生成随机数，利用随机数执行程序，执行过程中与保存好的基路径进行比较，与哪条基路径相同就在哪条基路径数值上加1，直至所有基路径数值均不为0，则停止程序，否则一直生成随机数执行程序。1.弟弟不大，口气大2、弟弟不硬，嘴巴硬3、没钱、活不好，还把约炮挂嘴上4、约会迟到3分钟，约会时间3分钟5. 战场还没看到硝烟，炮弹已用完帅哥们中枪了吗解决问题来找我！徽=亻言msdf003具体实现：线性链表 引用严蔚敏编著的数据结构第28页：线性链表的链式存储结构的特点是用 一组任意的存储单元存储线性表的数学元素（这组存储单元可以是连续的

23、，也可以是不连续的）。整个链表的存取必须从头指针开始进行，头指针指示链表中第一个结点的存储位置。用线性链表表示线性表时，数据元素之间的关系是由结点中的指针指示的，这种存储结构为非顺序映象或链式映象。单链表可以由头指针惟一确定，在C语言中可以用“结构指针”来描述。/线性表的单链表存储结构typedef struct LNodeElemType date; /数据域struct LNode *next; /指针域LNode, LinkList;单链表是非随机存取的存储结构。函数GetElem在单链表中的实现。Status GetElem_L(LinkList L,int I,ElemType &e

24、)/L为带头结点的单链表头指针/当第i个元素存在时，其值赋给e并返回OK，否则返回ERRORp=Lnext; j=1;/初始化，P指向第一个结点，j为计数器while（p&jnext;+j;if(!p|ji)return ERROR;/第i个元素不存在e=pdate;/取/第i个元素return OK;此算法的基本操作是比较j和i并后移指针p，while循环体中的语句频度与被查元素在表中的位置有关。函数的使用：freopen（）此函数是stdio.h中包涵的一个函数FILE *freopen(const char *filename,const char *type, FILE *stream

25、);，它的功能是替换一个流，或者说重新分配文件指针，实现重定向。如果stream流已经打开，则先关闭该流。如果该流已经定向，则freopen将会清除该定向。此函数通常用于将一个指定的文件打开一个预定义的流：标准输入、标准输出或者标准出错。如果成功则返回该指向该stream的指针,否则为NULL。FILE *freopen(const char *filename,const char *type, FILE *stream);/filename是要打开的文件名；mode是文件打开的模式，和fopen中的模式（r/w）相同；stream是文件指针，通常使用标准流文件（stdin/stdout/s

26、tderr）。因为文件指针使用的是标准流文件，因此我们可以不定义文件指针。freopen(slyar.in, r, stdin);/ freopen()函数以只读方式r(read)打开输入文件slyar.infreopen(slyar.out, w, stdout);/ freopen()函数以写入方式w(write)打开输出文件slyar.out fclose(stdin);fclose(stdout); /关闭输入文件和输出文件使用freopen()函数的优点是不需要修改scanf和printf，而是维持代码的原样就可以了。因为freopen()函数重定向了标准流，使其指向前面指定的文件。

27、例子：从文件in.txt中读入数据，计算加和输出到out.txt中 #include #include using namespace std; int main() freopen(in.txt,r,stdin); freopen(out.txt,w,stdout); int a,b; while(scanf(%d%d,&a,&b)!=EOF) printf(%dn,a+b); fclose(stdin); fclose(stdout); return 0; memset()将s所指向的某一块内存中的每个字节的内容全部设置为ch指定的ASCII值， 块的大小由第三个参数指定，这个函数通常为新

28、申请的内存做初始化工作， 其返回值为指向s的指针。此函数需要的头文件在C中是，在C+中是。void *memset(void *s, int ch, size_t m);/将s中前m个字节用 ch 替换并返回 s 。char str100;memset(str,0,100）；/内存空间初始化。memset（）的作用是在一段内存块中填充某个给定的值，它是对较大的结构体或数组进行清零操作的一种最快方法。srand()srand函数是随机数发生器的初始化函数。void srand(unsigned seed);它需要提供一个种子，这个种子会对应一个随机数，如果使用相同的种子后面的rand()函数会出

29、现一样的随机数。例如： srand(1); 直接使用1来初始化种子。不过为了防止随机数每次重复常常使用系统时间来初始化，即使用 time函数来获得系统时间，然后将time_t型数据转化为(unsigned)型再传给srand函数，即： srand(unsigned) time(&t); 还有一个经常用法，不需要定义time_t型t变量,即： srand(unsigned) time(NULL); /直接传入一个空指针，因为程序中往往并不需要经过参数获得t数据。例子：程序例2：#include stdafx.h#include #include#include /用到了time函数#define

30、 MAX_RAND100 /2位#define RAND_NUM100 /100个int main(int argc, char* argv)srand(unsigned) time(NULL); /*播种子*/int i = 0,j = 0,temp;bool flag = true; /int numberRAND_NUM = 0;for(i=0; iRAND_NUM; i+)while(1) j=0;temp = rand()%MAX_RAND; /产生MAX_RAND范围内的随机数while(numberj+!=temp & ji)numberi=temp;break;for(j =

31、0; j i; j+)if(j%10=0) printf(n);printf(%d ,numberj);printf(n);return 0; 实验结果：getline()istream& getline ( istream &is , string &str , char delim );istream& getline ( istream& , string& );/is 进行读入操作的输入流,str 存储读入的内容,delim返回值与参数is是一样的函数将输入流is中读到的字符存入str中，直到遇到终结符delim才结束。对于第一个函数delim是由用户自己定义的终结符；对于第二个函数的

32、终结符默认为 n（换行符）。函数在输入流is中遇到文件结束符（EOF）或者在读入字符的过程中遇到错误都会结束。在遇到终结符delim后，delim会被丢弃，不存入str中。在下次读入操作时，将在delim的下个字符开始读入。举例:#include stdafx.h#include /getline包含在string头文件里#includeusing namespace std;int main()string str;getline(cin,str,*);char c=getchar();coutstr e n)而多项式拟合所引出的正规方程组恰好是用超定方程组的系数矩阵的转置矩阵去左乘超定方程组左、右两端所得。正规方程组的系数矩阵是一个病态矩